CN111761231A - 一种多功能托辊装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能托辊装置及其控制方法，其包括运动机构和控制器；其中，运动机构包括支撑架、驱动组件以及托辊架组件，托辊架组件包括活动板、托辊单元以及翻转单元，托辊单元与活动板固定连接，翻转单元与活动板转动连接，在驱动组件的作用下，活动板与支撑架通过导轨副滑动连接。驱动组件包括第一气缸和第一伺服电机，第一气缸承担管材及托辊架组件的总重量的第一预设比例值；第一伺服电机承担管材及托辊架组件的总重量的第二预设比例值；第一伺服电机和所述第一气缸均与控制器连接。本发明能够实现对不同材质、不同管径的管材的运输与上料，并且在管材切割过程提供了有效的辅助支撑，提高了管材切割的稳定性、精准性和切割效率。

Description

一种多功能托辊装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及管材加工技术领域，尤其涉及一种多功能托辊装置及其控制方法。

背景技术

激光切管机具有精度高、切割快速、不局限于切割图案、切口平滑、加工成本低等特点，已经逐渐取代传统的管材切割设备。在激光切割加工的过程中，托辊装置提供了管材上料和辅助切割的作用。然而，现有的托辊装置多采用传统的手动液压缸来控制托辊的高度，自动化程度低，在托辊装置运行过程中需要大量的人工投入，严重应影响了激光切割机的工作效率，并且功能单一，操作不便。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种多功能托辊装置，其解决了托辊装置功能单一且工作效率低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种多功能托辊装置，其包括运动机构和控制器；

所述运动机构包括支撑架、驱动组件以及托辊架组件；

所述托辊架组件包括活动板、托辊单元以及翻转单元，在驱动组件作用下，所述活动板与所述支撑架通过导轨副滑动连接，所述导轨副的延伸方向与水平面垂直；所述托辊单元与所述活动板固定连接，所述翻转单元与所述活动板转动连接；

所述驱动组件包括设置在所述支撑架上的第一气缸和第一伺服电机，所述第一气缸承担管材及托辊架组件的总重量的第一预设比例值；所述第一伺服电机承担管材及托辊架组件的总重量的第二预设比例值；

所述第一伺服电机和所述第一气缸均与所述控制器连接。

可选地，所述第一气缸的活塞杆与所述活动板连接，所述第一伺服电机的输出轴通过传动单元与所述活动板连接以驱动所述活动板沿着所述导轨副运动。

可选地，所述活动板上设置有第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板均与所述活动板垂直连接；

所述传动单元设置于所述第一支撑板上，所述导轨副设置于所述第二支撑板上；

所述支撑架与所述导轨副滑动连接。

可选地，所述传动单元包括相互啮合的齿轮和齿条；

所述齿条设置于所述第一支撑板上，所述齿条的延伸方向与水平面垂直，所述齿轮与所述第一伺服电机的输出轴连接。

可选地，所述托辊单元包括安装架、托辊以及辅助支撑板；

所述安装架与所述活动板固定连接，所述托辊和所述辅助支撑板均设置于所述安装架上；

所述辅助支撑板所在的平面垂直于水平面，且所述托辊的旋转轴与所述辅助支撑板所在的平面平行。

可选地，所述翻转单元包括翻转板、滚轴件以及固定件；

所述翻转板的两侧分别与安装在所述活动板上的第一轴承座和第二轴承座一一对应转动连接，以实现所述翻转板在竖直状态与水平状态之间的翻转转换，所述翻转板的旋转轴与所述托辊的旋转轴平行；

所述滚轴件包括呈角度设置的第一滚轴和第二滚轴，所述第一滚轴与所述第二滚轴均与所述翻转板转动连接，管材的两个相邻面能够分别与所述第一滚轴和所述第二滚轴一一对应贴合；

所述固定件设置于所述活动板上以固定翻转板的位置。

可选地，所述固定件包括第二气缸和固定销，所述第二气缸设置于所述活动板上，所述固定销与所述第二气缸的活塞杆连接；

所述翻转板上开设有固定孔，所述固定销能够在所述第二气缸的活塞杆的推动下插入所述固定孔中；

所述第二气缸与所述控制器连接。

可选地，所述翻转单元还包括第三气缸、限位块、转轴以及连接件；

所述第三气缸的缸体与所述活动板铰接，所述第三气缸的活塞杆与所述连接件连接；

所述转轴设置于所述翻转板上，所述连接件与所述转轴铰接；

所述限位件设置于所述活动板上，所述翻转板能够与所述限位件抵接；

所述第三气缸与所述控制器连接。

进一步地，本发明还提供了另一种实施方式，所述托辊装置包括运动机构和控制器；

所述运动机构包括支撑架、驱动组件以及托辊架组件；

所述驱动组件包括第一伺服电机和成对设置的传动单元，所述第一伺服电机设置于所述支撑架上；

所述托辊架组件包括活动板、托辊单元以及翻转单元，所述活动板与所述支撑架通过导轨副滑动连接，所述托辊单元与所述活动板固定连接，所述翻转单元与所述活动板转动连接；

所述传动单元设置于所述活动板上，所述第一伺服电机的输出轴与所述传动单元连接以驱动所述活动板沿着所述导轨副运动；

所述第一伺服电机以及所述第一气缸均与所述控制器连接。

进一步地，本发明还提供了一种多功能托辊装置的控制方法，其包括：

S1、获取管材和托辊架组件的总重量，将托辊装置移动至待切割的管材下方，通过控制系统控制第一气缸和第一伺服电机共同承担管材和托辊架组件的总重量，第一伺服电机与第一气缸同时动作将管材抬起至设定位置；

S2、将托辊装置移动至管材切割设备的加工工位；

S3、将切割的管材放入切割设备上；

S4、将翻转单元翻转至水平状态，调节托辊架组件的位置，使托辊单元与待切割的管材贴合；

S5、切割设备开始切割，实时调节托辊架组件的位置，使托辊单元始终与待切割的管材贴合。

可选地，在步骤S2与S3之间还包括：当设定位置与卡盘机械中心位置之间存在高度差时，第一伺服电机动作让管材下降，使管材的轴线与加工设备的卡盘的机械中心共线，下降的高度为设定位置与卡盘机械中心位置之间的水平高度差。

可选地，在步骤S1中，控制器通过控制供压系统来调节第一气缸的气压，供压系统包括依次连接的外部总气源、储气罐、减压阀、中位卸荷式电磁阀以及伺服比例阀，控制器通过第一预设比例值、第一气缸的缸径、效率、数量等参数计算获得第一气缸所需的压强为设定气压值，并输入伺服比例阀。

可选地，第一气缸的最大输出压力不大于第一伺服电机的最大输出力。

可选地，在步骤S5中，控制器控制第一伺服电机动作，带动托辊架组件上下运动，托辊单元与管材保持接触状态。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明中，多功能托辊装置包括运动机构以及控制器，运动机构包括支撑架、驱动组件以及托辊架组件，托辊架组件安装于支撑架上，在驱动组件作用下，托辊架组件能够相对于支撑架上下运动。相对于现有技术而言，本发明可以实现对不同材质、不同管径的管材的运输与上料，并且能在管材切割过程中通过伺服随动为管材提供持续的辅助支撑，达到了将多种功能集成于一体的效果，有效地提高了管材切割的稳定性和精准性，进而提高了管材切割的效率。

附图说明

图1为本发明的多功能托辊装置的实施例一的立体示意图；

图2为本发明的多功能托辊装置的实施例一的右视图的部分剖视示意图；

图3为本发明的多功能托辊装置的实施例二的后视图的部分剖视示意图。

图4为本发明的多功能托辊装置的控制方法的流程图。

【附图标记说明】

1：第二伺服电机；2：电机安装座；3：联轴器；4：丝杆；5：第一伺服电机；6：减速机；7：齿轮；8：齿条；9：第一支撑板；10：安装架；11：托辊；13：第一支架；14：翻转板；15：第一滚轴；16：第二滚轴；17：第二支架；19：辅助支架；20：第二气缸；21：第一轴承座；22：安装平台；23：横梁；24：滑轨；25：第一气缸；26：安装板；28：第三气缸；30：连接件；38：活动板；39：导轨副；40：管材。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“左”、“右”等方位名词以图1的定向为参照。

本发明实施例提出的一种多功能托辊装置包括轨道机构、运动机构以及控制器；其中，运动机构通过滑轨24安装在轨道机构上，运动机构能够在轨道机构上水平运动；运动机构包括支撑架、驱动组件以及托辊架组件，托辊架组件安装于支撑架上，托辊架组件能够相对于支撑架上下运动；管材40放置于托辊架组件上，通过支撑架实现管材40的运输，并通过托辊架组件来实现管材40的上料，实现对不同材质、不同管径的管材40的运输与上料。托辊架组件上设置第一伺服电机5，通过第一气缸25和第一伺服电机5共同承担管材及托辊架组件的重量，并驱动托辊架上下运动，为管材40切割过程提供了有效的辅助支撑，有效地提高了管材40切割的稳定性和精准性，进而提高了管材40切割的效率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一：

如图1所示，本发明提供的多功能托辊装置包括轨道机构、支撑架、驱动组件以及托辊架组件。

轨道机构包括轨道架、第二伺服电机1、丝杠组件以及成对设置且相互平行滑轨24，第二伺服电机1、滑轨24均设置于轨道架上，丝杠组件的丝杆4通过丝杆安装座安装在轨道架上，支撑架与滑轨24滑动连接。具体的，支撑架与丝杠组件的滑动件固定连接，丝杠组件的丝杆4与滑轨24平行，第二伺服电机的输出轴与丝杠组件的丝杆4连接以驱动丝杠组件的丝杆旋转。由于支撑架受一对相互平行的滑轨24的限制，支撑架受丝杠组件的滑动件的驱动沿着滑轨24运动，支撑架实现了水平方向上的位移。

托辊架组件包括活动板38以及设置于活动板38上的托辊单元和翻转单元，托辊单元与活动板38固定连接，翻转单元与活动板38转动连接，翻转单元能够在竖直状态和水平状态之间转动切换，活动板38通过导轨副39与支撑架滑动连接，导轨副39的延伸方向与水平面垂直，活动板38在运动过程中始终保持水平。

驱动组件包括第一气缸25和第一伺服电机5，第一气缸25和第一伺服电机5均设置于支撑架上。第一气缸25和第一伺服电机共同承担托辊组件及管材的总重量，其中，第一气缸25承担管材及托辊架组件的总重量的第一预设比例值，第一伺服电机托承担管材及托辊组件的总重量的第二预设比例值，以确保驱动托辊架组件沿着导轨副39平稳运动，同时能够有效地避免第一伺服电机5因负载过大而受损，以及通过第一气缸的作用，有效降低第一伺服电机的功率，降低能耗。

具体地，第一气缸25的活塞杆与活动板38垂直连接，第一伺服电机5的输出轴与活动板38通过传动单元连接，用于驱动活动板38沿着导轨副39上下运动。在管材40运输过程中，支撑架水平运动，将管材40从放置点运输至加工点，并通过与托辊架组件配合，将管材40精准送入加工工位上，有效地提高了管材40送料的效率。另外，在管材40切割过程中，托辊架组件上下随动，使托辊单元始终贴合管材40，为管材40提供精准的辅助支撑力，保证管材40切割的精度，进而提高了管材40切割精度。第二伺服电机、第一伺服电机以及第一气缸均与控制器连接，控制器实时控制第二伺服电机、第一伺服电机以及第一气缸的运行状态。

进一步地，参阅图1，支撑架优选为一个具有容置空间的方形体，方形体的其中一组相对的侧面设置成开口，方形体包括顶板22、底板、第一安装侧板和第二安装侧板。第一伺服电机5和第一气缸25均设置于支撑架上且位于方形体的容置空间内，充分利用了支撑架的空间，使支撑架的结构更加紧凑。

进一步的，第一气缸25的缸体通过安装板26安装于顶板22上，第一气缸25的活塞杆从顶板22与安装板26上的通孔垂直穿出后与活动板38垂直连接。另外，驱动组件还包括减速机6，减速机6设置于第一安装侧板上，第一伺服电机5的输出轴与减速机6的输入轴连接，减速机6的输出轴与传动单元连接。

更进一步地，再次参阅图1，轨道架包括成对设置且相互平行的横梁23。每根横梁23的上表面均设置有一根滑轨24，滑轨24的延伸方向与横梁23的延伸方向一致。底板跨设在成对设置的横梁23上，底板与滑轨24的滑块固定连接。

关于托辊架组件，如图1所示，活动板38上设置有第一支撑板9和第二支撑板，第一支撑板9和第二支撑板均与活动板38垂直连接，且第一支撑板9和第二支撑板优选为一对相互平行的支撑板。传动单元采用相互啮合的齿轮7和齿条8，齿条8设置于第一支撑板9上，齿条8的延伸方向与水平面垂直，齿轮7与减速机6的输出轴连接。导轨副39设置于第二支撑板上，导轨副39的延伸方向与水平面垂直，导轨副39的滑块与支撑架固定连接。第一伺服电机通过驱动齿轮来为托辊架组件提供动力，导轨副39为托辊架组件提供运动的轨道，避免托辊架组件在运行时偏离竖直方向，导致管材40掉落或损坏托辊装置。

如图1所示，托辊单元包括安装架10、托辊11以及辅助支撑板19，安装架10与活动板38固定连接，辅助支撑板19上开设有内孔圈，托辊11和辅助支撑板19均设置于安装架10上，托辊11的旋转轴与滑轨24的延伸方向平行，辅助支撑板19所在的平面与水平面垂直，并且辅助支撑板19所在的平面与托辊11的旋转轴平行。

管材40与托辊11始终保持垂直，避免管材40切割过程中管材40与托辊11之间产生侧向摩擦力，影响管材40输送的稳定性。当管材40外接圆直径较小时，可采用辅助支撑板19来支撑管材40随动，管材40进行切割时，管材40放置于内孔圈内，管材40绕辅助支撑板19内孔圈旋转。

翻转单元包括翻转板14、滚轴件以及固定件，翻转板14的两侧分别与安装在活动板上的第一轴承座21和第二轴承座一一对应转动连接，实现翻转板14在竖直状态与水平状态之间的翻转转换，翻转板14的旋转轴与托辊11的旋转轴平行。滚轴件包括呈角度设置的第一滚轴15和第二滚轴16，管材的两个相邻面与第一滚轴15和第二滚轴16贴合。固定件用以固定翻转板14的位置，确保工作时翻转板14无晃动。第一轴承座21和第二轴承座中均设置有限位件，通过限位件的限制，翻转板14只能实现90°翻转，即翻转板14能够在竖直状态与水平状态之间翻转，翻转过程可以通过手动翻转或其他形式的驱动装置来带动翻转。

优选的，滚轴件包括呈角度设置的第一滚轴15和第二滚轴16，第一滚轴15通过第一支架13安装在翻转板14上，第二滚轴16通过第二支架17安装在翻转板14上。第一滚轴15与第一支架13转动连接，第二滚轴16与第二支架17转动连接，并且第一滚轴15的旋转轴与第二滚轴16的旋转轴位于同一平面内且相互垂直，保证方形管材40的两个相邻面始终与第一滚轴15和第二滚轴16贴合，避免管材40运输过程中出现管材40滚动的情况，提高管材运输的稳定性。

固定件包括第二气缸20和固定销，第二气缸20安装于活动板38上，第二气缸20的活塞杆与固定销固定连接；翻转板14的侧边上开设有固定孔，活塞杆伸出时带动固定销与固定孔配合，进而实现对翻转板14位置的固定。

如图2所示，翻转单元还包括第三气缸28、限位块、转轴以及连接件30，连接件30优选为鱼眼接头，第三气缸28的缸体与活动板38铰接，第三气缸28的活塞杆与连接件30连接，转轴设置于翻转板14上，连接件30与转轴转动连接，翻转板14能够在第三气缸28的作用下在竖直状态与水平状态之间切换。限位块设置于活动板上，当翻转板14处于水平状态时，翻转板14能够与限位块抵接，减少第三气缸28的受力，有效地保护了第三气缸28，同时能避免翻转板14晃动。第三气缸28与控制器连接，控制器实时控制第三气缸28的运行状态，从而实现对翻转板14运行状态的控制。

实施例二：

如图3所示，多功能托辊装置包括轨道机构、支撑架以及托辊架组件。

轨道机构包括轨道架、第二伺服电机1、丝杠组件以及成对设置且相互平行滑轨24，第二伺服电机1、和滑轨24均设置于轨道架上，丝杠组件的丝杆4通过丝杆安装座安装在轨道架上，支撑架与滑轨24滑动连接。具体的，支撑架与丝杠组件的滑动件固定连接，丝杠组件的丝杆4与滑轨24平行，第二伺服电机1的输出轴与丝杠组件的丝杆4连接以驱动丝杠组件的丝杆旋转，从而实现支撑架的水平位移。驱动组件包括第一伺服电机5和一对传动单元，第一伺服电机5设置于支撑架上。

托辊架组件包括活动板38以及设置于活动板38上的托辊单元和翻转单元，托辊单元与活动板38固定连接，翻转单元与活动板38转动连接，翻转单元能够在竖直状态和水平状态之间转动切换，活动板38通过导轨副39与支撑架滑动连接，活动板38在运动过程中始终水平。

具体地，活动板38包括第一支撑板9和第二支撑板，传动单元包括第一传动单元和第二传动单元，第一传动单元设置于第一支撑板9上，第二传动单元设置于第二支撑板上，第一传动单元和第二传动单元均与第一伺服电机5的输出轴连接以驱动活动板38沿着导轨副39运动，传动单元成对设置可以有效地提升动力传送过程中的可靠性，也能够更稳定对活动板38进行有效支撑。在管材40运输过程中，支撑架水平运动，将管材40从放置点运输至加工点，并通过与托辊架组件配合，将管材40精准送入加工工位上，有效地提高了管材40送料的效率。另外，在管材40切割过程中，托辊架组件上下运动，使托辊单元的托辊11始终贴合被切割的管材40，为管材40提供精准的辅助支撑力，保证管材40切割的精度，进而提高了管材40切割效率。第二伺服电机和第一伺服电机均与控制器连接，控制器实时控制第二伺服电机和第一伺服电机的运行状态。实施例二的其他具体结构及效果与实施例一的具体结构及效果相同，在此不再赘述。

综合实施例一和实施例二，本发明的多功能托辊装置将多种功能集成于托辊装置上，实现了管材40的运输和管材40切割过程中的伺服随动，为管材40切割过程提供了有效的辅助支撑，有效地提高了管材40切割的稳定性和精准性，进而提高了管材40切割的效率，能很好地应用于工业领域。

如图4所示，本发明还提供了一种多功能托辊装置的控制方法，包括一下步骤：

步骤S1、将托辊装置移动至管材40下端，调取获得管材40及托辊架组件的总重量，通过控制系统控制第一气缸25和第一伺服电机5共同承担管材及托辊架组件的总重量。第一气缸25承担总重量的第一预设比例值，第一伺服电机5承担总重量的第二预设比例值。第一伺服电机5与第一气缸25同时动作将管材40抬起至预设位置A；

步骤S2、将托辊装置移动至管材切割设备的加工工位；

步骤S3、将切割的管材40放入切割设备上；

步骤S4、将翻转单元翻转至水平状态，调节托辊架组件的位置，使托辊单元与待切割的管材40贴合；

步骤S5、切割设备开始切割，实时调节托辊架组件的位置，使托辊单元保持管材40的随动，即始终与待切割的管材40贴合。

当翻转单元翻转至竖直状态，翻转板14处于竖直状态时，翻转板14与活动板38垂直。翻转板14处于水平状态时，翻转板14与活动板38平行。

A1、在步骤S2与S3之间还包括：当设定位置与卡盘机械中心位置之间存在高度差时，第一伺服电机动作让管材下降，使管材的轴线与加工设备的卡盘的机械中心共线，下降的高度为设定位置与卡盘机械中心位置之间的水平高度差。

A2、在步骤S1中，控制器通过控制供压系统来调节第一气缸的气压，供压系统包括依次连接的外部总气源、储气罐、减压阀、中位卸荷式电磁阀以及伺服比例阀，控制器通过第一预设比例值、第一气缸的缸径、效率、数量等参数计算获得第一气缸所需的压强为设定气压值，并输入伺服比例阀。

A3、第一气缸的最大输出压力不大于第一伺服电机的最大输出力。

A4、在步骤S5中，控制器控制第一伺服电机动作，带动托辊架组件上下运动，托辊单元与管材保持接触状态。

具体地，步骤S1中，控制器通过控制供压系统调节第一气缸，供压系统包括依次连接的外部总气源、储气罐、减压阀、中位卸荷式电磁阀、伺服比例阀和第一气缸25，第一气缸25的进气口和出气口处分别设置有快排阀。第一预设比例值设置为90％-70％，第二预设比例值设置为10％-30％，控制器通过第一预设比例值以及第一气缸25的缸径、效率、气缸数量等参数计算获得第一气缸25所需的压强为设定气压值，并输入伺服比例阀。

步骤S1中，还包括，第三气缸28动作，将翻转板14调整为竖直状态；第二气缸20动作，对翻转板14的位置进行固定。

步骤S2中，第二伺服电机1动作带动支撑架水平方向运动实现管材40的运输。

步骤S2与S3之间，若预设位置A与卡盘机械中心位置B存在高度差，第一伺服电机5动作，使管材40下降，下降的高度为A和B之间的水平高度差，使得管材40的轴线与加工设备的卡盘的机械中心共线。

进一步的，第一气缸25的最大输出压力不大于第一伺服电机5的最大输出力。

步骤S5中，第三气缸28动作，将翻转板14调整为水平状态；第二气缸20动作，取消翻转板14的位置固定；第一伺服电机5在控制器的指令下动作，带动托辊架组件自由上下运动，托辊11与管材40保持接触状态，即托辊架组件随管材40伺服随动；中位卸荷电磁阀的中位接通，第一气缸25的两端快排阀处于打开状态，第一气缸25起到浮力的作用。

当管材40外接圆直径较小时，可采用辅助支撑板19对管材40进行支撑。当管材40运输时，辅助支撑板19在第一伺服电机5作用下上升至设定位置；当管材40进行切割时，管材40绕辅助支撑板19的内孔圈旋转。

当管材40加工完毕后，第二伺服电机1驱动丝杠组件反向旋转，带动支撑架22在水平方向上相对于管材40运输的方向相反的方向移动，进行第二次送料和伺服随动。

本发明的多功能托辊装置的控制方法运行稳定，通过对托辊装置的自动化控制实现了对管材40的运输和伺服随动，有效地提高了管材40切割的效率；伺服随动为管材切割时提供了有效的辅助支撑，保证管材40切割的质量的同时进一步提高了管材40切割的效率。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种多功能托辊装置，其特征在于，所述托辊装置包括运动机构和控制器；

所述运动机构包括支撑架、驱动组件以及托辊架组件；

所述托辊架组件包括活动板、托辊单元以及翻转单元，所述托辊单元与所述活动板固定连接，所述翻转单元与所述活动板转动连接；在驱动组件的作用下，所述活动板与所述支撑架通过导轨副滑动连接，所述导轨副的延伸方向与水平面垂直；

所述驱动组件包括设置在所述支撑架上的第一气缸和第一伺服电机，所述第一气缸承担管材及托辊架组件的总重量的第一预设比例值；所述第一伺服电机承担管材及托辊架组件的总重量的第二预设比例值；

所述第一伺服电机和所述第一气缸均与所述控制器连接。

2.如权利要求1所述的多功能托辊装置，其特征在于，所述第一气缸的活塞杆与所述活动板连接，所述第一伺服电机的输出轴通过传动单元与所述活动板连接以驱动所述活动板沿着所述导轨副运动。

3.如权利要求2所述的多功能托辊装置，其特征在于，所述活动板上设置有第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板均与所述活动板垂直连接；

所述传动单元设置于所述第一支撑板上，所述导轨副设置于所述第二支撑板上；

所述支撑架与所述导轨副滑动连接。

4.如权利要求3所述的多功能托辊装置，其特征在于，所述传动单元包括相互啮合的齿轮和齿条；

所述齿条设置于所述第一支撑板上，所述齿条的延伸方向与水平面垂直，所述齿轮与所述第一伺服电机的输出轴连接。

5.如权利要求1-4中任一项所述的多功能托辊装置，其特征在于，所述托辊单元包括安装架、托辊以及辅助支撑板；

所述安装架与所述活动板固定连接，所述托辊和所述辅助支撑板均设置于所述安装架上；

所述辅助支撑板所在的平面垂直于水平面，且所述托辊的旋转轴与所述辅助支撑板所在的平面平行。

6.如权利要求1-4中任一项所述的多功能托辊装置，其特征在于，所述翻转单元包括翻转板、滚轴件以及固定件；

所述翻转板的两侧分别与安装在所述活动板上的第一轴承座和第二轴承座一一对应转动连接，以实现所述翻转板在竖直状态与水平状态之间的翻转转换；

所述滚轴件包括呈角度设置的第一滚轴和第二滚轴，所述第一滚轴与所述第二滚轴均与所述翻转板转动连接，管材的两个相邻面能够分别与所述第一滚轴和所述第二滚轴一一对应贴合；

所述固定件设置于所述活动板上以固定所述翻转板的位置。

7.如权利要求6所述的多功能托辊装置，其特征在于，所述固定件包括第二气缸和固定销，所述第二气缸设置于所述活动板上，所述固定销与所述第二气缸的活塞杆连接；

所述翻转板上开设有固定孔，所述固定销能够在所述第二气缸的活塞杆的推动下插入所述固定孔中；

所述第二气缸与所述控制器连接。

8.如权利要求7所述的多功能托辊装置，其特征在于，所述翻转单元还包括第三气缸、限位块、转轴以及连接件；

所述第三气缸的缸体与所述活动板铰接，所述第三气缸的活塞杆与所述连接件连接；

所述转轴设置于所述翻转板上，所述连接件与所述转轴铰接；

所述限位件设置于所述活动板上，所述翻转板能够与所述限位件抵接；

所述第三气缸与所述控制器连接。

9.一种多功能托辊装置，其特征在于，所述托辊装置包括运动机构和控制器；

所述运动机构包括支撑架、驱动组件以及托辊架组件；

所述驱动组件包括第一伺服电机和成对设置的传动单元，所述第一伺服电机设置于所述支撑架上；

所述托辊架组件包括活动板、托辊单元以及翻转单元，所述活动板与所述支撑架通过导轨副滑动连接，所述托辊单元与所述活动板固定连接，所述翻转单元与所述活动板转动连接；

所述传动单元设置于所述活动板上，所述第一伺服电机的输出轴与所述传动单元连接以驱动所述活动板沿着所述导轨副运动；

所述第一伺服电机以及所述第一气缸均与所述控制器连接。

10.一种多功能托辊装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

S1、获取管材和托辊架组件的总重量，将托辊装置移动至待切割的管材下方，通过控制系统控制第一气缸和第一伺服电机共同承担管材和托辊架组件的总重量，其中，第一气缸承担总重量的第一预设比例值，第一伺服电机承担总重量第二预设比例值，第一伺服电机与第一气缸同时动作将管材抬起至设定位置；

S2、将托辊装置移动至管材切割设备的加工工位；

S3、将切割的管材放入切割设备上；

S4、将翻转单元翻转至水平状态，调节托辊架组件的位置，使托辊单元与待切割的管材贴合；

S5、切割设备开始切割，实时调节托辊架组件的位置，使托辊单元始终与待切割的管材贴合。

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